Lleis bàsiques i resolució de circuits elèctrics de CC

1. Lleis bàsiques

La llei d'Ohm determina que la intensitat del corrent elèctric que travessa un circuit elèctric és directament proporcional a la diferencia de potencial i inversament proporcional a la resistència del circuit.

Matemàticament, per corrent continu o circuits resistius purs es pot expressar de les següents formes.

La llei de Joule

L'efecte Joule és el fenomen pel qual en circular un corrent per un conductor, part de l'energia dels electrons es transforma en calor.

i aplicant la llei d'Ohm

La unitat de mesura de l'energia elèctrica és el joule, el símbol de la unitat és correspon a J de totes formes com que és una unitat molt petita en electricitat s'acostuma a utilitzar el watt·hora que té com a símbol Wh. La variable s'anomena W però també es pot considerar com a calor Q o com a treball T.

La caloria no és una unitat del Sistema Internacional. Per aquest motiu no s'ha d'utilitzar.

La potència elèctrica

La potència elèctrica és la quantitat d'energia consumida o produïda per un element en un temps determinat. En corrent continu o circuits resistius la podem calcular:

i aplicant la llei d'Ohm

La unitat de mesura de la potència elèctrica és el watt, el símbol de la unitat és correspon a W i la variable s'anomena P.

2. Associació de resistències

En els circuits en sèrie els components estan associats un darrera l'altra sense cap altre connexió.

El valor de la resistència equivalent* d'una associació sèrie correspon a la suma de totes les resistències que estan en sèrie.

* la resistència equivalen és la que correspondria substituir un grup per una única que tingui el mateix comportament.

Circuit paral·lel

En els circuits en paral·lel els dos extrems dels components estan connectats a un mateix punt.

El valor de la resistència equivalent correspon a la inversa de la suma de les inverses.

Matemàticament aquesta forma de calcul es pot simplificar pels següents dos casos.

Si únicament hi ha dues resistències en paral·lel
Si les resistències en paral·lel són iguales n = número de resistències R en paral·lel iguals

Circuit mixt

El circuit mixt correspon a la combinació de circuits sèrie i paral·lel. El calcul es mes complicat i s'ha de fer per parts elementals de cada tipus fins arribar a una resistència equivalent.

Normes que ens poden ajudar a la resolució.

• Buscar els circuits serie. En els circuits serie els components estan un darrera l'altre sense cap altre derivació.
• Buscar els circuits paral·lel. En els circuits paral·lels els dos extrems dels components han de estar connectats entre ells. Continuen estan en paral·lel tot i que hi hagi altres connexions a altres components.

Exemple 1	Calcula el valor de la resistència equivalent de l'associació de resistències edel circuit de la figura R1 = 1 kΩ R2 = 2,2 kΩ R3 = 3,3 kΩ R4 = 4,7 kΩ
	Pas 1 Calcular la resistència equivalen Ra resultant del circuit sèrie de R2 I R3
	Pas 2 Calcular la resistència equivalent Rb resultant del circuit paral·lel de Ra i R4
	Pas 3 Calcular la resistència equivalen Ra resultant del circuit sèrie de R1 i Rb

• No confiar com està dibuixat el circuit. No sempre pot ser la forma més explicita. 
• S'ha de vigilar que les unitats dels components siguin del mateix nivell (tot en Ω, kΩ o MΩ)
• Dos fils que es creuen no tenen connexió si no hi ha un punt.

  Ull

Exemple 2	Calcula el valor de la resistència equivalent de l'associació de resistències del circuit de la figura R1 = 1 kΩ R2 = 2,2 kΩ R3 = 3,3 kΩ R4 = 4,7 kΩ R5 = 5,1 kΩ
	Pas 1 Calcular la resistència equivalen Ra resultant del circuit paral·lel de R1, R2 I R3
	Pas 2 Calcular la resistència equivalent Rb resultant del circuit paral·lel de R4 i R5
	Pas 3 Calcular la resistència equivalen Ra resultant del circuit sèrie de Ra i Rb